基于单片机的多功能电子钟

山东建筑大学

课程设计说明书

题目: 基于单片机的多功能电子钟

课程: 单片机原理及应用B课程设计院(部): 信息与电气工程学院

专业: 电子信息工程

班级: 电信111

学生姓名: 姜庆飞

学号: 2011081197

指导教师: 高焕兵

完成日期: 2015年1月

目录

摘要 ....................................................... II

1 设计目的 (1)

2 设计要求 (2)

3 设计内容 (3)

3、1电子时钟的工作原理 (3)

3、2 系统硬件电路设计及元件 (4)

3、2、1 AT89C51芯片 (4)

3、2、2 DS1302芯片 (8)

3、2、3 LCD1602液晶显示 (12)

3、3系统软件电路设计 (15)

3、3、1 系统流程图及源代码设计 (15)

总结与致谢 (18)

参考文献 (19)

附录一 (20)

摘要

单片机, 就是集 CPU ,RAM ,ROM , 定时器,计数器与多种接口于一体的微控制器。自20 世纪 70 年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视与关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易,广泛应用于智能生产与工业自动化上。

本系统为基于DS1302的多功能电子钟 ,以AT89C51单片机作为主控芯, 采用实时时钟芯片DS1302,使用1602液晶作为显示输出。该系统走时精确,具有闹钟设置,时间模式切换,秒表以及可同时显示时间、日期等多种功能。本文将详细介绍AT89C51单片机与DS1302 时钟芯片的基本原理,从软件与硬件电路的实现两大方面进行分析。

关键词:AT89C51;单片机;液晶屏;时钟芯片;蜂鸣器

基于51单片机设计一个能够支持年、月、日、星期、时、分、秒的电子时钟。并且支持闹钟功能,及整点报时功能。在设计过程中,学习利用DXP软件进行硬件电路设计或者利用仿真软件进行仿真,进行单片机的软件编程。学习芯片的选择及方案选择,熟悉单片机的I/O口原理;掌握LCD 显示的原理;掌握定时计数器的使用;要求设计出程序流程图与程序。

1.设计能支持年、月、日、星期、时、分、秒的时钟,时钟有时间调整功能及闹钟功能;

2.时钟具有装卸电池时掉电保护功能,保护时间大于5分钟;

3.时钟功耗小于0、5MA/5V。

4.能够提供生日提醒指示;能够每天提供3个时间点的闹钟报时功能;

5.非易失定时闹铃

6.整点报时

3 设计内容

3、1电子时钟的工作原理

本次设计时钟电路,使用了AT89C51单片机芯片控制电路,单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路,使得电路简明易懂,用C语言程序来控制整个时钟的显示,使得编程变得更容易,这样通过五个模块:芯片、显示屏、瞧门狗、电源、时钟即可满足设计要求。

此设计原理图框图如图3、1所示,此电路包括以下五个部分:单片机、时钟电路、瞧门狗、液晶屏、电源模块、时钟振荡电路。

图3、1 主电路设计框图

本设计采用C语言程序设计,使单片机控制液晶显示年、月、日、时、分、秒,当秒计数满60时就向分进位,分计数器计满60后向时计数器进位,小时计数器按“23翻0”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。设计采用的就是时、分、秒显示,单片机对数据进行处理同时在LCD上显示。

3、2 系统硬件电路设计及元件

3、2、1 AT89C51芯片

AT89C51 就是美国ATMEL 公司生产的8 位Flash ROM 单片机。其最突出的优点就是片内ROM 为Flash ROM,可擦写1000 次以上,应用并不复杂的通用ROM 写入器就能方便的擦写,读取也很方便,价格低廉,具有片程序ROM 二级保密系统。因此可灵活应用于各种控制领域。

AT89C51 包含以下一些功能部件:

(1)一个8 位CPU ;

(2)一个片内振荡器与时钟电路;

(3)4KB Flash ROM ;

(4)128B 内RAM;

(5)可寻址64KB 的外ROM 与外RAM 控制电路;

(6)两个16 位定时/计数器;

(7)21 个特殊功能寄存器;

(8)4 个8 位并行I/O 口;

(9)一个可编程全双工串行口;

(10)5 个中断源,可设置成2 个优先级。

AT89C51 单片机一般采用双列直插DIP 封装,共40 个引脚,图3、2 为其引脚排列图。40 个引脚大致可分为4 类:电源、时钟、控制各I/O 引脚。

图3、2 AT89C51引脚图

(1)控制线

控制线共有4 根,其中3 根就是复用线。所谓复用线就是指具有两种功能,正常使用时就是一种功能,在某种条件下就是另一种功能。

1、ALE/ PROG ——地址锁存允许/片内EPROM 编程脉冲。

(1)ALE 功能:用来锁存P0 口送出的低八位地址。

AT89C51 在并行扩展外存储器时,P0 口用于分时传送低8 位地址与数据信号,且均为二进制数。当ALE 信号有效时,P0 口传送的就是低8 位地址信号;ALE 信号无效时,P0 口传送的就是低8 位地址信号。在ALE 信号的下降沿,锁定P0 口传送的内容,即低8 位地址信号。

需要指出的就是,当CPU 不执行访问外RAM 指令,ALE 以时钟振荡频率1/6 的固定频率输出,因此ALE 信号也可作为外部芯片CLK 时钟或其她需要。但就是,当CPU 执行MOVX 指令时,ALE 将跳过一个ALE 脉冲。

（2） PROG 功能:片内EPROM 的芯片,在EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲。

2、PSEN ——外ROM 读选通信号。

89C51 读外ROM 时,每个机器周期内PSEN 两次有效输出。PSEN 可作